1
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Bảng các chuẩn ISO/TC 211 trong xây dựng CSDL địa lý
38
Bảng 2.1: Phân lớp các đối tượng trong Microstation
71
Bảng 2.2: Giải thích các gói UML
72
Hình 2.1: Quy trình công nghệ chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất 69
Hình 2.2: Mô hình các gói dữ liệu sử dụng đất UML 71
Hình 2.3: Giao diện phần mềm Rational Rose 74
Hình 2.4: Các bước mô hình hóa Geodatabase sử dụng UML 75
Hình 3.1: Sơ đồ vị trí Phường Hải Tân 86
Hình 3.2: Làm sạch dữ liệu bản đồ số 87
Hình 3.3: Chuyển UML sang dạng XML bằng công cụ UML 1.3 XMI export 100
Hình 3.4: Chuyển mô hình UML thành Geodatabase bằng công cụ Schema
Wizard
101
Hình 3.5: Mô hình đối tượng CSDL Sử dụng đất UML đã được chuyển thành
Geodatabase trong ArcCatalog
101
Hình 3.6: Khai báo tọa độ cho CSDL hiện trạng sử dụng đất 102
Hình 3.7: Nhóm dữ liệu Địa giới 103
Hình 3.8: Nhóm dữ liệu Giao thông 103
Hình 3.9: Nhóm dữ liệu Thủy hệ 104
Hình 3.10: Nhóm dữ liệu Hạ tầng dân cư 104
Hình 3.11: Nhóm dữ liệu Hạ tầng kỹ thuật 105
Hình 3.12: Nhóm dữ liệu Sử dụng đất 105
Hình 3.13: Nhập giá trị thuộc tính cho các đối tượng 106
Hình 3.14: Chọn giao diện Metadata trong ArcGis là chuẩn ISO 107
Hình 3.15: Biên tập Metadata cho Cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất 107
3
Hình 3.16: Tạo quan hệ không gian topology cho CSDL 108
Hình 3.17: Tạo quan hệ Topology cho đường địa giới và mốc địa giới 109
Hình 3.18: Tạo bản đồ chuyên đề trong ArcMap 110
Hình 3.19: Trình bày bản đồ hiện trạng sử dụng đất 110
CSDL Cơ sở dữ liệ
DBMS Database Management System - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu
Feature Class Lớp dữ liệu
Geodatabase Cơ sở dữ liệu thông tin địa lý
GIS Geographic Information System - Hệ thông tin địa lý
GML Ngôn ngữ đánh dấu địa lý
ISO Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế
Metadata Siêu dữ liệu
SQL Structured Query language-Ngôn ngữ truy vấn mang tính cấu trúc
Tab, Dgn, Cad Các đuôi mở rộng của file phần mềm đồ họa
TC Ủy ban kỹ thuật
UML Unified Modeling Language-Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất
XML Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng
1.3 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất 31
1.3.1 Khái niệm 31
1.3.2 Mục đích, yêu cầu của bản đồ hiện trạng sử dụng đất 31
1.3.3 Nội dung thể hiện trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất 32
1.4 Chuẩn ISO/TC211 trong xây dựng CSDL HTTĐL 34
1.4.1 Giới thiệu chung về ISO/TC211[14] 34
1.4.2 Chuẩn ISO/TC211 trong xây dựng CSDL HTTĐL 37
1.5 Ngôn ngữ UML 39
1.5.1 Tổng quan về UML 39
6
1.5.2 Mô hình hóa với UML 41
1.5.3 UML và các giai đoạn của chu trình phát triển 41
CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHUẨN HÓA CSDL HIỆN TRẠNG
SỬ DỤNG ĐẤT THÀNH PHỐ HẢI DƯƠNG 44
2.1 Khái quát hiện trạng xây dựng và quản lý CSDL hiện trạng sử dụng đất ở Việt
Nam hiện nay 44
2.1.1 Các phần mềm chuyên ngành xây dựng CSDL hiện trạng sử dụng đất [6]
44
2.1.2 Các công trình xây dựng CSDL hiện trạng sử dụng đất ở Việt Nam hiện
nay[6] 47
2.2 Xây dựng quy trình chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất thành phố Hải
Dương 47
2.2.1 Lựa chọn các tiêu chuẩn ISO/TC211 và công nghệ ArcGIS chuẩn hóa
CSDL hiện trạng sử dụng đất 47
2.2.2 Cơ sở tài liệu để thực hiện chuẩn hóa 51
2.2.3 Cấu trúc nội dung CSDL hiện trạng sử dụng đất 51
2.2.4 Quy trình chuẩn hóa CSDL hiện trạng sử dụng đất 68
CHƯƠNG 3. CHUẨN HÓA CSDL HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT THÀNH
PHỐ HẢI DƯƠNG 83
làm ra chỉ sử dụng được cho mục đích cụ thể, môi trường cụ thể và một tổ chức cụ
thể; khó đánh giá được chất lượng dữ liệu từ khâu thiết kế đến khâu xây dựng dữ
liệu; khó khăn khi trao đổi dữ liệu, cập nhật, nâng cấp, mở rộng dữ liệu; việc tra cứu
và tìm kiếm thông tin không được kịp thời và độ tin cậy không cao.
Công tác xây dựng, cập nhật và quản lý dữ liệu là vấn đề quan trọng trong
việc xây dựng hệ thống quản lý đất đai. Để quản lý đất đai phải có thông tin, dữ liệu
một cách chính xác đầy đủ; tổ chức sắp xếp một cách khoa học chặt chẽ để có thể
sử dụng một cách hiệu quả cho nhiều mục đích khác nhau phục vụ việc khai thác,
quản lý và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất; kết hợp chặt chẽ với an ninh quốc
phòng, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Việc cập nhật và quản lý cơ sở dữ
8
liệu địa lý trong đó có dữ liệu về đất đai ngày càng đòi hỏi sự đồng bộ hóa thuận lợi
cho việc trao đổi, quản lý cũng như khai thác thông tin dữ liệu .
Ở nước ta, nhiều năm vừa qua vẫn chưa sử dụng các quy phạm kỹ thuật để
xây dựng các bản đồ địa hình số và các bản đồ chuyên đề số (bản đồ địa chính, bản
đồ hiện trạng sử dụng đất ) được thực hiện trên nhiều hệ thống phần mềm khác
nhau mà chưa có một quy chuẩn cụ thể nào cho việc xây dựng cơ sở thông tin địa lý
và cơ sở dữ liệu địa lý chuyên ngành. Nhận thức được thực tế đó, tháng 2/2007 Bộ
TN&MT đã ra quy định về áp dụng chuẩn thông tin địa lý cơ sở quốc gia gồm 9
quy chuẩn chung. Trên thực tế 9 quy chuẩn này được thừa kế từ chuẩn ISO/TC211
(bộ tiêu chuẩn quốc tế về hệ thông tin địa lý) cho việc xây dựng thông tin địa lý cơ
sở quốc gia và hiện nay đang được thực hiện. Vì vậy chuẩn hóa cơ sở dữ liệu địa lý
là xu thế chung ở trong nước và thế giới.
Hải Dương là một tỉnh đang có xu hướng phát triển kinh tế mạnh mẽ, đặc
biệt là khu vực Thành phố Hải Dương. Vì vậy, hiện trạng sử dụng đất có sự biến đổi
mạnh mẽ theo từng giai đoạn phát triển. Hiện nay thành phố đã có bản đồ hiện trạng
sử dụng đất, tuy nhiên cơ sở dữ liệu chưa được chuẩn hóa một cách đồng bộ, gây
khó khăn, phức tạp cho việc sử dụng tiếp theo và khó khăn trong việc cung cấp
thông tin hiện trạng sử dụng đất cho cơ quan quản lý đối với quy hoạch không gian
phát sinh phát triển của mỗi yếu tố và của toàn bộ thể tổng hợp tự nhiên và KTXH.
Do đó, nội dung dữ liệu hiện trạng sử dụng đất cũng được xây dựng dựa trên mối
quan hệ tổng hợp giữa nội dung sử dụng đất với các yếu tố tự nhiên và KTXH.
- Quan điểm hệ thống: Lý thuyết hệ thống đã phát triển mạnh mẽ, thâm nhập
hầu hết các lĩnh vực khoa học. Trong khoa học địa lý, lý thuyết hệ thống đã trở
thành một trong những cơ sở lý luận cơ bản trong quá trình phát triển nghiên cứu.
- Quan điểm ứng dụng: Hầu hết các công trình nghiên cứu đều phải hướng
tới mục đích ứng dụng trong thực tiễn. Hệ thống CSDL HTTDL hiện trạng sử dụng
đất cũng nhằm thỏa mãn nhu cầu ở trên, phải được ứng dụng trong thực tế phục vụ
quy hoạch và quản lý đất đai. 10
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu: Đây là phương pháp truyền
thống giúp cho việc đối chiếu thu thập thông tin mới, kiểm tra kết quả nghiên cứu,
khẳng định các nhân tố chủ đạo ảnh hưởng đến quy luật phân bố và phát triển của
đối tượng, hiện tượng nghiên cứu.
- Phương pháp hệ thông tin địa lý: Đây là phương pháp chủ đạo, được sử
dụng triệt để như một phương pháp dùng để kết nối các dữ liệu với nhau và phương
pháp xử lý các dữ liệu đó phục vụ mục tiêu đề tài đề ra.
- Phương pháp bản đồ: Phương pháp này được sử dụng xuyên suốt từ khâu
đầu tiên đó là thu thập và đánh giá dữ liệu đầu vào là các bản đồ hiện trạng sử dụng
đất đến khâu chuẩn hóa dữ liệu và cuối cùng là trình bày cơ sở dữ liệu sử dụng đất.
- Phương pháp chuyên gia: Nhiệm vụ của đề tài rất phức tạp, liên quan đến
nhiều vấn đề chuyên ngành khác. Cần thông qua ý kiến chuyên gia về luận cứ khoa
học, giải pháp tổng thể trong quá trình thiết kế, xây dựng CSDL sử dụng đất.
- Phương pháp thực nghiệm: Thử nghiệm với dữ liệu thực tế làm sáng tỏ quy
trình lý thuyết đưa ra.
giảm thiểu chi phí cho CSDL trong quản lý đất đai hiện nay. Về mặt hành chính,
người dân và các cơ quan đều có thể truy cập, mọi người có thể góp ý chỉnh sửa góp
phần nâng cao tính minh bạch trong quản lý đất đai.
Xây dựng cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất đáp ứng được nhu cầu
về công tác thống kê, kiểm kê đất đai hàng năm và theo định kỳ, phân tích chính
xác tình hình biến động đất đai ở các thời điểm khác nhau một cách nhanh chóng, từ
đó giúp cho các cơ quan quản lý nhà nước về đất đai có những chính sách phù hợp
về sử dụng đất, đáp ứng yêu cầu trong quá trình phát triển kinh tế- xã hội.
8. Cấu trúc của luận văn
Luận văn được trình bày trong ba chương, ngoài ra còn có các phần mở đầu,
kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục
Chương 1. Tổng quan tài liệu và cơ sở lý luận về chuẩn hóa cơ sở dữ liệu
hiện trạng sử dụng đất
12
Chương 2. Xây dựng quy trình chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử
dụng đất Phường Hải Tân - Thành phố Hải Dương
Chương 3. Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu hiện trạng sử dụng đất Phường Hải
Tân - Thành phố Hải Dương
biệt là trong nghiên cứu của các ngành khoa học trái đất và trong quản lý tài
nguyên. Sự hình thành và phát triển công nghệ HTTĐL ở Việt Nam có thể chia
thành các thời kỳ:
Thời kỳ 1980-1985: Là giai đoạn bắt đầu với những hiểu biết sơ bộ và tiếp
xúc với HTTĐL qua các cán bộ được đào tạo ở nước ngoài và một số chuyên gia có
dịp tham gia các hội thảo quốc tế về công nghệ thông tin và hệ thống thông tin địa
lý.
Trong giai đoạn này, chúng ta chưa nhập được các chương trình phần mềm
mạnh. Các phần mềm tự viết và phát triển khả năng đồ hoạ còn rất yếu, chỉ mới giải
quyết được các nhiệm vụ nhập và xuất dữ liệu. Các thiết bị phần cứng còn thiếu
thốn. Do đó, chúng ta chưa có các ứng dụng cụ thể, song các cơ quan đã bắt đầu
quan tâm nghiên cứu về HTTĐL và hướng phát triển thành lập, biên tập và sản xuất
bản đồ với sự hỗ trợ của máy tính điện tử.
14
Công tác đào tạo về HTTĐL chưa phát triển, hội thảo về HTTĐL chưa được
tổ chức, công nghệ này còn chưa được ứng dụng rộng rãi, các ứng dụng mới chỉ
mang tính chất thử nghiệm.
Thời kỳ 1985-1995: Những tìm tòi và ứng dụng đầu tiên mới chỉ được thực
hiện ở một số chuyên ngành và một số cơ quan ứng dụng cụ thể, trước hết là các cơ
quan nghiên cứu về công nghệ thông tin, tiếp đó là một số cơ quan quản lý tài
nguyên như: nông nghiệp, lâm nghiệp, địa chất, …
Trong giai đoạn này, những thiết bị phần cứng đã có những tiến bộ lớn, đã có
nhiều máy tính và thiết bị phụ trợ nhưng giá thành đắt, không phải cơ sở nào cũng
mua được, do đó đã hạn chế các ứng dụng tại nhiều cơ quan. Tuy nhiên, đối với
những nơi được chú trọng phát triển như Viện Công nghệ thông tin, các công ty
máy tính, các dự án, đề án, các chương trình cấp Nhà nước,… đã bắt đầu triển khai
các đề tài, đề án về nghiên cứu và ứng dụng công nghệ HTTĐL.
Trong lĩnh vực ứng dụng và sản xuất các chương trình phần mềm, có hai xu
hướng:
các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Năm 2004, Thủ tướng Chính phủ đã
ký quyết định 179/2004/QĐ-TTg về việc phê duyệt chiến lược ứng dụng và phát
triển công nghệ thông tin tài nguyên và môi trường đến năm 2015 và định hướng
đến năm 2020. Trong quyết định đã đưa ra 4 mục tiêu chủ yếu và 7 nhiệm vụ trọng
tâm, trong đó việc xây dựng CSDL tài nguyên và môi trường nói chung và xây
dựng cơ sở dữ liệu đất đai nói riêng là một trong những nhiệm vụ cơ bản nhất.
Ngày 27 tháng 8 năm 2010 Thủ tướng Chính phủ đã có quyết định số 1065/
QĐ-TTg phê duyệt chương trình quốc gia về ứng dụng công nghệ thông tin trong
hoạt động của cơ quan nhà nước giai đoạn 2011-2015 trong đó giao “Bộ Tài nguyên
và Môi trường chủ trì, phối hợp với Bộ thông tin và Truyền thông hướng dẫn xây
dựng hệ thống thông tin về tài nguyên và môi trường tại cơ quan nhà nước các cấp”,
Thủ tướng Chính phủ yêu cầu tăng cường trao đổi, lưu trữ, xử lý văn bản điện tử
trên toàn quốc, đảm bảo tận dụng triệt để hạ tầng kỹ thuật được trang bị để trao đổi
các văn bản điện tử giữa các cơ quan nhà nước… giảm văn bản giấy, tăng cường
chia sẻ thông tin trong hoạt động của cơ quan nhà nước, chuẩn hóa thông tin, xây
16
dựng các quy trình, chuẩn nội dung tích hợp thông tin từ các cấp xã, huyện, tỉnh về
các Bộ và Văn phòng Chính phủ.
1.2 Cơ sở lý luận trong nghiên cứu xây dựng CSDL Hệ thông tin địa lý
1.2.1 Khái niệm về HTTĐL
Từ khi ra đời đến nay đã có rất nhiều khái niệm về hệ thông tin địa lý
(HTTĐL- GIS). Theo xu thế phát triển của khoa học và công nghệ, khái niệm về
HTTĐL cũng được nhìn nhận ngày một hiện đại, do đó vai trò của nó cũng ngày
một rộng hơn.
- Định nghĩa về GIS theo quan niệm là công cụ, công nghệ
Theo Burrough GIS là “tập hợp các công cụ để thu thập, lưu trữ, tra cứu,
chuyển đổi và hiển thị các dữ liệu không gian từ thế giới thực”. [7]
Theo Parker “GIS như một công nghệ thông tin nhằm lưu trữ, phân tích và
hiển thị dữ liệu không gian và phi không gian”[9]
- Vị trí của đối tượng thông qua một hệ toạ độ
- Các thuộc tính của các đối tượng
- Quan hệ không gian giữa các đối tượng
Các thành phần cơ bản của một HTTĐL bao gồm:
- Phần cứng là hệ thống máy tính trên đó một hệ HTTTĐL hoạt động. Ngày
nay, phần mềm HTTTĐL có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng, từ máy
chủ trung tâm đến các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng. Nó bao gồm
máy tính và các thiết bị ngoại vi có khả năng thực hiện các chức năng vào ra và xử
lý thông tin của phần mềm như: máy quét, máy in, bàn số hoá.
Phần cứng sẽ ảnh hưởng tới tốc độ của quá trình, mức độ dễ dàng sử dụng và
tận dụng các loại đầu vào sẵn có.
18 Hình 1.1: Hệ thống phần cứng trong HTTTĐL
- Phần mềm GIS có thể là một hoặc tổ hợp các phần mềm máy tính như phần
mềm hệ thống, phần mềm quản trị, phần mềm ứng dụng. Hệ thống phần mềm bao
gồm các chức năng: khả năng nhập dữ liệu; khả năng xử lý dữ liệu; lưu trữ, quản lý
dữ liệu; xuất dữ liệu, trình bày; biến đổi dữ liệu và tương tác với người sử dụng.
- Dữ liệu là thành phần quan trọng nhất trong GIS. Việc xây dựng một CSDL
là vấn đề quan trọng nhất và tiêu tốn nhiều thời gian nhất để xây dựng một
HTTTĐL hoàn chỉnh. Có thể gọi CSDL là “linh hồn” của một HTTTĐL. CSDL của
HTTTĐL là tập hợp dữ liệu liên quan đến nhau được lưu trữ dưới dạng số. Phần lớn
các thông tin trong CSDL của HTTTĐL là những số liệu thay đổi theo thời gian và
có những mối quan hệ phức tạp. Chúng bao gồm những mô tả số của các hình ảnh
không gian, mối quan hệ logic giữa các hình ảnh đó, những số liệu thể hiện các đặc
tính của hình ảnh và các thông tin về các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác
định. Nội dung thông tin của CSDL tuỳ theo các ứng dụng khác nhau của HTTTĐL
do con người quy định.
CSDL của HTTTĐL bao gồm hai nhóm là nhóm CSDL không gian và
Người phát triển ứng dụng là những lập trình viên được đào tạo. Họ làm
giảm khó khăn khi thực hiện thao tác cụ thể trên hệ thống GIS chuyên nghiệp.
Chuyên viên phân tích hệ thống GIS là nhóm người chuyên nghiên cứu thiết
kế hệ thống.
- Các phương thức là yếu tố quyết định đến sự thành công của việc phát triển
công nghệ GIS. Hệ thống GIS phải được đặt trong một khung tổ chức phù hợp và
có những hướng dẫn cần thiết để quản lý, thu thập, lưu trữ, và phân tích số liệu, có
khả năng phát triển được hệ thống GIS theo nhu cầu. Mục đích chỉ có thể đạt được
và tính hiệu quả trong kỹ thuật GIS chỉ được minh chứng khi công cụ này có thể hỗ
trợ những người sử dụng thông tin để giúp họ thực hiện được những mục tiêu công
việc. Việc phối hợp giữa các cơ quan chức năng có liên quan cũng phải được đặt ra
nhằm gia tăng hiệu quả sử dụng của GIS cũng như các nguồn số liệu hiện có. Trong
phối hợp và vận hành các hợp phần của hệ thống GIS nhằm đưa vào hoạt động có
hiệu quả kỹ thuật GIS, hai yếu tố huấn luyện và chính sách – quản lý là cơ sở của
thành công. Việc huấn luyện các phương pháp sử dụng hệ thống GIS sẽ cho phép
kết hợp các phần: thiết bị, phần mềm, chuyên viên và số liệu với nhau để đưa vào
vận hành. Yếu tố chính sách và quản lý sẽ có tác động đến toàn bộ các hợp phần nói
trên, đồng thời quyết định đến sự thành công của hoạt động GIS.
20
1.2.2 Các phương pháp thu thập dữ liệu cho HTTĐL
Dữ liệu cho HTTĐL được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau để đảm bảo
cho ngân hàng dữ liệu được phong phú, đầy đủ, chính xác và mang tính thời sự cao.
a) Thu thập dữ liệu bằng đo đạc mặt đất
Trong phương pháp này, người ta đo góc và khoảng cách từ những điểm đã
biết trước để xác định vị trí các điểm cần đo. Các dữ liệu đo đạc vì vậy thường được
ghi dưới dạng tọa độ góc và sau đó được chuyển sang tọa độ vuông (x,y) thông
thường. Dữ liệu đo đạc được dùng trong GIS khi ta cần bản đồ với độ chính xác
cao.
Sản phẩm cuối cùng của viễn thám chính là dữ liệu đầu vào cho GIS.
e) Thu thập các dữ liệu thuộc tính
Các dữ liệu thuộc tính được thu thập theo một cách hoàn toàn khác, gắn liền
với việc thực hiện các công tác điều tra cơ bản. Các dữ liệu được nhận theo các con
đường sau:
Tổ chức các đoàn điều tra thực địa để đánh giá một số tham số của các đối
tượng địa lý. Phương pháp này thường chỉ được dung khi phải tập trung nghiên cứu
một số tham số nào đó.
Lấy số liệu từ hệ thống mạng lưới tổ chức quản lý ngành. Phương pháp này
mang lại hiệu quả cao khi có sự liên kết với cơ sở ở địa phương.
Lấy số liệu từ các cơ quan điều tra cơ bản của các ngành. Mỗi ngành đều có
một số cơ quan làm nhiệm vụ điều tra cơ bản. Số liệu được tập hợp theo biểu mẫu
quy định và đây là một nguồn thông tin thuộc tính rất quan trọng.
f) Cập nhật thông tin
Đây là một nhiệm vụ quan trọng, khẳng định giá trị sử dụng của một
HTTTĐL. Việc cập nhật thông tin thường tiến hành theo chu kỳ hoặc theo nhiệm vụ
đột xuất, nó có thể đồng thời hoặc riêng biệt giữa thông tin không gian và thông tin
thuộc tính. Việc cập nhật thông tin không gian theo chu kỳ thường sử dụng ảnh
hàng không hay ảnh vệ tinh mới chụp. Việc cập nhật thông tin thuộc tính tiến hành
như lúc thu thập .
22
1.2.3 Cơ sở dữ liệu HTTĐL
a) Khái niệm
- Cơ sở dữ liệu là tập hợp dữ liệu, liên quan logic đến một chủ đề hay một
công việc nào đó, được lưu trữ trong một tổ chức có cấu trúc, sao cho mối quan hệ
vốn có giữa các khoản mục hoặc các bộ dữ liệu khác nhau, có thể sử dụng được nhờ
phần mềm quản trị CSDL (hệ quản trị CSDL)
- Hệ thống CSDL gồm 4 thành phần:
thuộc tính khoá là dễ dàng, nhanh chóng nhưng bất lợi là rất khó khăn đối với thuộc
tính liên kết.
Mô hình cơ sở dữ liệu mạng: Khác với mô hình phân cấp, trong mô hình
mạng một đối tượng có thể có nhiều cha, đồng thời cũng có nhiều mối quan hệ con
và không bắt buộc đòi hỏi phải có đối tượng gốc. Để minh hoạ cho mô hình mạng,
chúng ta xem xét ví dụ trong phần mô hình CSDL phân cấp và thể hiện 2 polygon
theo cấu trúc mạng. Với cách thức tổ chức theo mô hình dữ liệu mạng đã tránh được
sự dư thừa dữ liệu. Tuy nhiên, nhược điểm của CSDL mạng là khi dữ liệu lớn thì
mô tả cấu trúc bằng các con trỏ khép cũng trở nên rất phức tạp.
Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ: Cơ sở dữ liệu quan hệ được xây dựng theo
lý thuyết do E. F. Codd giới thiệu năm 1970. Thuật ngữ “quan hệ” là do bảng dữ
liệu hai chiều được Codd gọi là bảng quan hệ. Mô hình quan hệ khác hẳn các mô
hình trước nó, và từ 1980 đã trở thành mô hình được dùng rộng rãi để phát triển hệ
quản trị cơ sở dữ liệu. Theo mô hình quan hệ, dữ liệu được thể hiện về khái niệm
trong bảng hai chiều, gồm các cột và dòng. Các bảng gọi là các “quan hệ”, các dòng
là các “bản ghi” hay “tuple” và cột là “thuộc tính”. Theo cấu trúc của các mô hình
trước thì mỗi dòng là một bản ghi, các thuộc tính cho biết ý nghĩa của các giá trị
trong bản ghi. Hiện nay, mô hình quan hệ được thiết kế phổ biến, là các công cụ
chính để xử lý thuộc tính của dữ liệu không gian trong các sản phẩm thương mại
GIS.
Mô hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng: Cấu trúc CSDL hướng đối tượng
được phát triển bằng sử dụng ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, kết hợp được thế
mạnh của mô hình phân cấp và mạng cùng với sự linh hoạt của mô hình quan hệ.
24
Trong cấu trúc quan hệ, mỗi đối tượng được định nghĩa bằng các bản ghi và các
quan hệ logic. Trong CSDL hướng đối tượng dữ liệu được định nghĩa bởi các đối
tượng thống nhất và được tổ chức thành các nhóm đối tượng mà có cùng tính chất
trong tự nhiên. Mối quan hệ giữa các đối tượng khác nhau và các lớp khác nhau
được thiết lập qua các liên kết thể hiện. Đặc tính của các đối tượng được mô tả
liệu không gian ( hay dữ liệu đồ họa) và dữ liệu phi không gian (hay dữ liệu thuộc
tính). Hai dạng dữ liệu này thường kết hợp chặt chẽ với nhau để mô tả một đối
tượng địa lý trong không gian thực.
Vì CSDL của hệ thống có liên quan với các điểm đặc trưng trên bề mặt trái
đất nên nó bao gồm hai nhóm CSDL không gian và CSDL thuộc tính (CSDL phi
không gian hay dữ liệu phi không gian).
Dữ liệu không gian
Đây là dữ liệu bao gồm các thông tin về đặc tính hình học của của những
đối tượng có trên bề mặt hoặc ở trong vỏ trái đất như hình dạng, kích thước, vị
trí…. Đó chính là những yếu tố không gian địa lý được phản ánh trên bản đồ bằng
những kiểu cấu trúc dữ liệu nhất định. Dữ liệu không gian có ba dạng cấu trúc cơ
bản là điểm, đường, vùng; có thể mô tả theo hai kiểu cấu trúc dạng raster hoặc
vector.
- Cấu trúc dữ liệu raster
Hình 1.2: Minh họa cấu trúc raster
Cấu trúc dữ liệu raster là cấu trúc mà dữ liệu được thể hiện thành một mảng
ma trận 2 chiều gồm các pixel (điểm ảnh), mỗi pixel mang giá trị của thông số đặc
trưng cho đối tượng còn gọi là độ xám. Giá trị độ lớn của pixel được gọi là độ phân
giải của đối tượng, kích thước pixel càng nhỏ thì việc thể hiện đối tượng càng chính
xác, hình dạng phổ biến của pixel là hình vuông. Pixel được xác định bằng chỉ số
Copyright: Tài liệu đại học ©